普通地質(zhì)學生試驗指導書

1、重慶交通大學普通地質(zhì)實驗教學與實驗指導書供地質(zhì)工程、資源環(huán)境等專業(yè)用土工地質(zhì)實驗室2007年 3月1前言地質(zhì)實驗課程是普通地質(zhì)課程的一個重要實踐性環(huán)節(jié)， 是土地質(zhì)工程、環(huán)境工程等專業(yè)必修的課程，適應新的教學大綱的改革要求，為深化學生對地質(zhì)基本理論的感性認識，以求達到提高教學質(zhì)量，充實教學內(nèi)容，強化實踐性教學的目的。按新“大綱”的要求，在理論教學進行的同時， 在某些單元之后按排相應的實驗項目。本工程地質(zhì)實驗指導書， 主要為室內(nèi)實驗部分， 地質(zhì)工程和資環(huán)專業(yè)使用，教材全書由唐紅梅研究員編寫。 參考實驗自編教材：重慶交通大學（原重慶交通交通學院）肖漢中主編工程地質(zhì) ，長沙交通大學（原長沙交通學院）崔

2、良才工程地質(zhì) ；朱建德主編地質(zhì)與土質(zhì)實習實驗指導 ，人民交通出版社， 2001 年第 1 版。編者唐紅梅22實驗一常見造巖礦物的肉眼鑒定一、實驗內(nèi)容、要求內(nèi)容 ：1.觀察礦物的形態(tài)： （ 1）單體形態(tài)；（2）集合體形態(tài)。2.認識礦物的物理性質(zhì)： （ 1）形態(tài)；（ 2）顏色；（ 3）光澤；（ 4）硬度；（ 5）解理；（ 6）斷口。3.根據(jù)礦物特性鑒定礦物，并描述正長石和斜長石；石英和方解石； 角閃石和輝石；云母和綠泥石的區(qū)別。要求 ：掌握常見造巖礦物的鑒定方法與步驟；準確鑒定16 種常見造巖礦物定的名稱、形態(tài)、顏色、光澤、硬度、解理與斷口，另特殊礦物的獨特鑒定方法。二、目的意義礦物是構(gòu)成巖石的基

3、本單元，目前自然界已發(fā)現(xiàn)的礦物3300 多種，而構(gòu)成巖石的礦物稱之為造巖礦物，約有100 多種，它們大部分是硅酸鹽礦物和碳酸鹽類礦物，常見的主要造巖礦物大約有30 多種。地殼是由巖石構(gòu)成的，巖石則是由礦物組成。我們要了解地殼的組成和演變即隨之而來的地質(zhì)現(xiàn)象，就必然首先要了解礦物，礦物也是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)來源之一。因此，我們有必要認識在生產(chǎn)、生活中常見的礦物，掌握它們的特征和性質(zhì)，更好地為我們的生活及工程建設服務。關于礦物鑒定的的方法很多，但通常最簡便、最直觀的方法是肉眼鑒定法，這是野外工作者常用的方法，也是初步鑒定礦物的基礎。利用簡單工具和化學藥品，通過肉眼觀察，掌握礦物的主要物理

4、性質(zhì)。三、儀器設備1.常見礦物標本，2 摩氏硬度計， 3.、小刀（鐵刀、鋼刀或銅鑰匙）、4.玻璃片， 5. 放大鏡， 6.稀鹽酸。四、實驗準備工作3實驗前，教師分組發(fā)放礦物標本，解理標本，斷口標本，實驗用的小刀、玻璃片、放大鏡、稀鹽酸等。五、實驗步驟憑肉眼鑒定礦物，一般先從形態(tài)著手，再觀察它的光學性質(zhì)：顏色條痕光澤透明度。對于具體礦物鑒定，應從下面幾個方面觀察。1、礦物的形態(tài)礦物形態(tài)既是礦物的外觀特征，又是礦物化學成分的第一觀感。礦物的形態(tài)是由礦物自然晶體組合而成，晶體的形狀很多，從礦物結(jié)晶的單體形態(tài)來說可分為兩種：即單形和聚形。單形是由相同晶面所組成，聚形是由兩種以上的晶面所組成。單形所組成

5、的晶形，其種類繁多。 自然界， 單形晶體目前發(fā)現(xiàn)的有47 種（圖 1），茲將圖形列后僅供參閱，不作鑒定的要求。而聚形又是以單形為基礎的，如四方柱和四方雙錐的聚形。礦物晶體的外形主要由礦物生長環(huán)境和內(nèi)部構(gòu)造所決定的。礦物常見的外形分為三類：（ 1）、一向延長的礦物：外形呈柱狀、針狀，如角閃石、輝石、纖維柱狀石膏，云母片等。（ 2）、二向延長的礦物：外形呈片狀、板狀，如、正長石等。（ 3）、 三向等長的礦物：外形呈立方體、菱面體、八面體，如黃鐵礦、橄欖石等。常見的礦物單體和集合體形態(tài)（表1，表 2）表 1單體礦物形態(tài)礦物名正常角閃橄欖黃鐵礦石榴子石云母石石膏石稱石單體形長柱菱形十二面體板狀板狀粒狀

6、立方體片狀狀四角八面體狀針狀針狀表 2集合體形態(tài)礦物名稱方解石石英角閃石纖維石赤鐵礦硬錳礦高嶺石膏集合體形鐘乳狀塊狀放射狀纖維狀鮞狀葡萄裝土狀態(tài)42、 礦物的顏色礦物的顏色是礦物對白色光波吸收的表現(xiàn)，它是鑒定礦物重要特征之一。觀察礦物顏色時應看礦物的新鮮面，識別礦物固有的顏色，分清他色和假色。3、 礦物的光澤礦物的光澤是指礦物表面反光的能力。按其強弱程度可分為金屬光澤，半金屬光澤和非金屬光澤三大類，而非金屬光澤細分，可分為金剛光澤、油脂光澤、玻璃光澤、珍珠光澤、絲絹光澤、蠟狀光澤、土狀光澤等。應注意有些礦物同時具有不同的光澤，如云母，一般為玻璃光澤，也常見珍珠光澤。石英晶體表面為玻璃光澤，而斷

7、口表面又常呈油脂光澤。即同種礦物，可能有不同的形態(tài)、顏色和光澤。表 3常見礦物的光澤礦物名稱黃 鐵 礦長石云母纖維石膏滑石高 嶺 石光 澤金屬光澤玻璃光澤珍珠光澤絲絹光澤蠟狀光澤土狀光澤非金屬光澤4、 礦物的硬度礦物的硬度是指礦物抵抗外力機械作用的能力。其硬度比較固定，是鑒定礦物的重要依據(jù)之一。 一般以下列十種礦物作為鑒定礦物相對硬度的標準。即摩氏硬度計： 1.滑石；2.石膏； 3.方解石； 4.螢石； 5.磷灰石； 6.正長石； 7.石英； 8.黃玉； 9.剛玉； 10.金剛石。在測定礦物硬度時用上述標準硬度的礦物與要測定的礦物進行（對刻）比較。要觀察印痕和粉末顏色，其硬度是相對而言，如石英

8、能刻劃的一種礦物，而該礦物又能刻劃正長石，則說明該礦物的硬度在67 之間。還有常用的方法為指甲（3），鐵刀（ 3.5-4.0），玻璃（ 5.5），鋼刀（ 6.5），具體見表 4。表 4礦物標準硬度計摩氏硬度計簡易鑒定法硬度等級 (相對的 )礦物名稱代用品硬度等 級1滑石指甲 2-2.5低硬度2石膏3方解石小刀：鐵刀 3.5-4.5中硬度4螢石55磷灰石6長石7石英玻璃 5.5-68高硬度黃玉鋼刀 6-79剛玉10金剛石5、 礦物的解理結(jié)晶礦物的外力作用下沿一定方向裂開成光滑平面的性質(zhì)叫解理。其裂開面稱為解理面。解理面常與晶面平等，解理是結(jié)晶礦物特有性能，不同的結(jié)晶礦物其解理性能均多有不同，根據(jù)

9、礦物受力后裂開的難易程度，解理片的厚薄及解理面的平整光滑程度，可將解理分成五級，即極完全解理；完全解理；中等解理；不完全解理；無解理。注意區(qū)分礦物解理與礦物結(jié)晶面，一般結(jié)晶面非常光滑、但限于表面，礦物解理面一般沒有晶面光滑，但解理面可以重復出現(xiàn)。表 5礦物解理礦物名稱云母方解石長石橄欖石解理（發(fā)育程度）極完全完全中等不完全6、礦物的斷口斷口是礦物受打擊后所產(chǎn)生的不規(guī)則的裂開面；解理和斷口互為消長，可以理解為事物矛盾的兩個方面，關鍵是看誰處于主導方面，解理發(fā)育的礦物斷口不發(fā)育，無解理的礦物則多出現(xiàn)斷口。斷口有各種形態(tài)的斷口。7、 礦物：同時根據(jù)礦物的透明度，比重、韌性及放射性、吸水性、磁性等某些

10、礦物特有的性質(zhì)來鑒定礦物。觀察方解石與白云石跟稀鹽酸的反應情況，高嶺石粘舌頭，滑石的手感有滑膩感。8、 注意事項（ 1） 觀察礦物的顏色時，雖然必須觀察新鮮面，但是，絕大部分的非金屬礦物其顏色是不固定的，如長石類礦物，有白、黃、肉紅。淺灰等色，所以，不能6單憑顏色來鑒別礦物，尤其是非金屬礦物，應注意礦物的其它物理性質(zhì)特征。（ 2） 觀察礦物的光澤， 應以新鮮晶面或解理面為對象， 最好對著自然光線來觀察，礦物顏色與光澤無關。（ 3） 礦物的條痕，應觀察劃痕留下的粉末顏色，它反映了礦物再化學成分上的某種性質(zhì)，對鑒別礦物具有一定的意義，特別是金屬與非金屬的區(qū)別，任何顏色的非金屬礦物，其條痕總是淺色的

11、，如黑色的方解石，其條痕色為白色，金屬光亮的黃鐵礦，其條痕色則是綠黑色。（ 4） 在鑒定解理時，應特別注意解理與晶面可能混淆，此外，還可以利用某些礦物特性質(zhì)來進行鑒別，如滑石，用手摸有滑膩感，方解石遇稀鹽酸劇烈起泡，白云石遇鹽酸也起泡，但不劇烈，磁鐵礦可吸刀片等，這些都可作為鑒別改種礦物的特征。，在測定礦物硬度時應選好晶面輕輕刻劃即可，切記勿用礦物相互敲擊。表6 僅供實驗操作時參考。9、 實驗報告要求學生填寫常見造巖礦物肉眼鑒定的實驗報告一份。報告應描述礦物的名稱，化學成分，形態(tài)、顏色、光澤、硬度、解理、斷口等主要特征，有的礦物鑒定還有其它特征，填入其它特征一欄，如滑石、高嶺石、方解石、白云石

12、等。從特征上加以區(qū)分正長石和斜長石；石英和方解石；角閃石和輝石；云母和綠泥石。表 6常見造巖礦物物理性質(zhì)簡表礦物名稱及化學形 狀物理性質(zhì)主要鑒定特成分顏 色光 澤硬 度解理、斷口征六棱柱狀玻 璃 光石 英澤、斷口無解理，貝形狀、無色、乳白7SiO2或雙錐狀、為油脂光殼狀斷口硬度或其他色粒狀、塊狀澤正 長 石肉色、淺玫二向完全解理、短柱狀、板玻璃光澤6解理，近于KAlSi 2O3 瑰或近于狀、粒狀正交顏色白色7斜 長 石長柱狀、板白色或灰NaAlSi 2 O3玻璃光澤6條狀白色CaAl 2Si 2O3白 云 母無色、灰白玻璃或珍KAl 2AlSi 3O10板狀、片狀23至淺灰色珠光澤OH 2黑

13、云 母深褐、黑綠玻璃或珍K(Mg 、 Fe)2板狀、片狀2.53至黑色珠光澤AlSi 3O10OH 2角 閃 石(Ca、 Na)(Mg 、長柱狀、纖深綠至黑Fe)4玻璃光澤5.56維狀色Al 、 FeSi 、Al 4O11 2OH 2輝 石(Na 、 Ca)短柱狀、粒褐黑、棕色玻璃光澤56(Mg 、 Fe、 Al)狀之深黑色(Si 、 Al) 2O6橄 欖 石粒狀橄欖綠、淡油脂或玻0.57(Fe、 Mg) 2SiO 4深綠色璃光澤方 解 石棱面體、塊白、灰色或玻璃光澤3CaCO3狀、粒狀其他色白 云 石棱面體、塊灰白、淡紅玻璃光澤3.54CaMg(CO) 32裝、粒狀或淡黃石 膏板狀、條無色、

14、白色玻璃或絲2CaSO4·2H2O狀、纖維狀或灰白色絹光澤高 齡 石鱗片狀、細白、灰色或土狀光澤1Al 4 Si4O10OH 3粒狀其他色滑 石白、淡黃、蠟狀或珍片狀、塊狀淡綠或淺1Mg 3SiO 10OH 2珠光澤灰色綠 泥 石片狀、土狀深綠色珍珠光澤22.5(Mg 、 Fe)3Al才近于正顏色、解理交面有細條紋一向極完解理、薄片全解理有彈性一向極完解理、顏色，全解理薄片有彈性二向完全形狀、解理，交角顏色近 56°二向完全形狀、解理，交角顏色近 90°通常無解理，貝殼狀形狀、顏色斷口三向完全解理，硬度，遇鹽酸強烈解理起泡三向完全解理，硬度，解理，晶面晶面彎曲，常

15、彎曲呈遇鹽酸起泡鞍狀微弱一向完全解理，硬度，薄片五彈性解理和撓性一向完全性軟，粘舌，解理具可塑性一向完全顏色，硬度，觸撫有滑膩解理感一向完全顏色，薄片解理無彈性有撓8AlSi 2O10OH 2性蛇 紋 石塊狀、片淡黃綠、淡蠟狀或絲無解理，貝Mg 6Si 2O10OH綠或淡黃顏色，光澤狀、纖維狀絹光澤33.53色殼狀斷口石榴子石棱形十二(Mg 、 Fe、 Mn 、面體、二十棕、棕紅或無解理，不形狀、顏色、Ca)3四面體、粒黑紅色玻璃光澤6.57.5硬度(Al 、 Fe、規(guī)則斷口狀Cr)2SiO 4 3黃 鐵 礦立方體、粒貝殼狀或形狀，顏色，淡黃銅色金屬光澤66.5 不規(guī)則斷FeS2狀光澤口左右1

16、.單面2.板面3.雙面4.斜方柱5.斜方四面體6.斜方單錐7.斜方雙錐8.三方柱9. 復三方柱10.四方柱11.復四方柱12.六方柱13.復六方柱14.三方單錐15.復三方單錐16.四方單錐17. 復四方單錐18.六方單錐19.復六方單錐920.三方雙錐21. 復三方雙錐22.復四方雙錐23. 復四方雙錐24.六方雙錐25 復六方雙錐各種柱、單錐、雙錐的橫斷面26.四方四面體27.菱面體28.復四方偏三角面體29.復三方偏三角面體左 右左 右左 右30.三方偏方面體31.四方偏方面體32.六方偏方面體左右33.四面體34.三角三四面體35.四角三四面體36.五角三四面體37.六四面體38.八面

17、體39.三角三八面體40 四角三八面體41 五角三八面體42.六八面10體43.六面體44.四六面體45.菱形十二面體46.五角十二面體47.偏方復十二面體圖 1礦物晶體的47 中單形態(tài)圖11實驗二巖漿巖的肉眼鑒定一、實驗內(nèi)容、要求觀察巖石的顏色、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造，分析巖石的礦物組成；對典型巖石進行鑒定和描述；掌握觀察的方法、步驟。根據(jù)巖層產(chǎn)狀及巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造區(qū)分深成巖、淺成巖和噴出巖。在根據(jù)礦物顏色、晶形及外表物理特征、礦物成分、結(jié)構(gòu)以及構(gòu)造確定巖石的名稱。二、目的意義巖石是地殼的主要組成部分，是由礦物組成的有規(guī)律的集合體，是自然生成的產(chǎn)物。認識、鑒別巖漿巖，掌握它內(nèi)在的、復雜的規(guī)律性，以利于分

18、析它們的地質(zhì)意義及工程性質(zhì)。三、儀器設備常見巖漿巖標本一套，巖漿巖分類鑒定表格掛圖一張、小刀、放大鏡等。四、實驗準備工作實驗前，教師分組發(fā)放巖漿巖標本、放大鏡、小刀等實驗工具。五、實驗步驟肉眼鑒定巖漿巖，一般先從顏色和礦物成分入手，再觀察它們的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，最后命名。1.巖石的顏色巖漿巖顏色是指巖石整體顏色，即用眼睛的余光來觀察整塊巖石所反映出的調(diào)和色。巖石顏色與礦物成分及其它的化學性質(zhì)有著密切的聯(lián)系，巖石顏色的決定于巖石中深色礦物與淺色礦物的含量比，深色礦物含量多的偏基性，淺色礦物多的偏酸性。根據(jù)深色礦物的含量比（色率） ，可把巖漿巖分為四類：淺色巖色率：0-35，為酸性巖類；中色巖色率：35

19、-65 ，為中性巖類；12深色巖色率：65-90 ，為基性巖類；暗深色巖色率：90-100，為超基性巖類。色率百分比的觀察方法，用眼睛估測巖石表面可見深色礦物的顆粒在淺色礦物中所占面積多少的大概百分數(shù)。 估測時還可簡化， 巖石表面深色礦物約占者 13 為淺色巖， 約 2 3 者為中色巖， 大于 23 者為深色巖， 在深色礦物中散布極少的淺色礦物者為暗深色巖。因此描述時應從巖石的總體顏色進行描述，如灰白色、棕黃色、黑綠色等。同時應注意區(qū)分風化面和新鮮面的顏色。2.巖石的礦物成分巖漿巖中的礦物成分是巖漿巖化學性質(zhì)最直觀的反映，也是巖漿巖分類和命名的主要依據(jù)之一，巖漿巖中常見的礦物幾乎全是原生礦物，

20、按顏色分兩種：深色礦物富含 Fe、Mg ，如橄欖石、輝石、角閃石、黑云母等；淺色礦物富含 Si、 Al ，如石英、白云母、正長石、斜長石等。巖漿巖中原生礦物在結(jié)晶過程中所形成的共生組合規(guī)律：酸性巖石英與正長石及偏酸性斜長石共生，深色礦物有黑云母和少量角閃石；中性巖無石英或含量極少，以長石類與角閃石共生為主；基性巖無正長石，以基性斜長石與輝石共生；超基性巖無長石，角閃石也極少， 以橄欖石與輝石共生為主，橄欖石不能與石英共生；掌握“指示礦物”的特征是劃分巖漿巖類別的關鍵。常以石英和橄欖石為指示礦物。石英為酸性巖的指示礦物，橄欖石為超基性巖的指示礦物。能用肉眼辨認的礦物均要進行描述，并分別估計其百分

21、比含量。主要礦物的性質(zhì)、顆粒大小，形態(tài)特征等應作詳細描述，次要礦物作簡單描述。3.描述巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造巖漿巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，不僅是區(qū)別另外兩大類巖類很重要的特征，而且也是分析巖漿巖生成環(huán)境的依據(jù)。晶粒等級標準見表7。13深成巖，具有全晶質(zhì)的粗粒、中粒、細粒的等粒結(jié)構(gòu)，呈塊狀結(jié)構(gòu)；淺成巖，全晶質(zhì)、半晶質(zhì)的中粒、細粒、微粒的斑狀結(jié)構(gòu)，呈塊狀構(gòu)造或斑雜構(gòu)造；噴出巖：具有半晶質(zhì)或非晶質(zhì)的結(jié)構(gòu)，呈流紋狀、氣孔狀或杏仁狀構(gòu)造。描述巖層的產(chǎn)狀，結(jié)構(gòu)是全晶質(zhì)、半晶質(zhì)、玻璃質(zhì)，或者是粗粒，中粒還是細粒，結(jié)構(gòu)是礦物間的組合方式。構(gòu)造具有塊狀、氣孔狀或杏仁狀等，構(gòu)造是巖石的外觀的宏觀特征。描述氣孔的大小、多少、外形、

22、礦物排列的方向等。表 7 晶粒等級標準及觀察經(jīng)驗參照表結(jié)構(gòu)等級粗粒結(jié)構(gòu)中粒結(jié)構(gòu)細粒結(jié)構(gòu)微粒結(jié)構(gòu)晶粒大?。╩m） 55-22-0.2 0.2觀察經(jīng)驗顯而易見肉眼可見放大鏡下可見顯微鏡下可見4.巖石定名在肉眼鑒定和詳細描述的基礎上定出巖石的基本名稱。一般在基本名稱前面加上顏色、結(jié)構(gòu)特征，如：肉紅色中?；◢弾r。（ 1）巖漿巖中根據(jù)巖石中含量最多的主要礦物命名主要礦物是指巖石中含量多（ 20）對巖漿巖大類劃分及命名起決定作用的礦物。如長石和石英為主要礦物組合的巖石可命名為花崗巖，以輝石和斜長石組合而成的巖石，可命名為輝長巖。（ 2）除主要礦物外，還可見某些含量較少的次要礦物，對巖漿巖的種屬命名可起補充

23、作用。次要礦物是指巖石中含量較少（ 3 20），對分類和命名不起主要作用，但可作為確定次要礦物放在巖石名稱之前。（ 3）富礦物富礦物是指巖石中含量極少（3）對其中的命名也不起作用的礦物，肉眼觀察時可以不描述。（ 4）外貌特征命名，如粗面巖，以發(fā)源地命名，如安山巖，以結(jié)構(gòu)命名的，如閃長玢巖，以構(gòu)造命名的，如流紋巖。14（ 5）在野外地質(zhì)工作者，對巖漿巖采用全名法描述。顏色結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征礦物基本名稱，如，談肉紅色全晶質(zhì)等粒半自形塊狀角閃石黑云母花崗巖。六、實驗報告學生提交巖漿巖肉眼鑒定的實驗報告一份，報告應以巖石的礦物成分和主要特征，對花崗巖、花崗斑巖、正長石、正長斑巖、玄武巖、流紋巖和粗面巖等進行

24、鑒定描述。常見巖漿巖（表8）15大類SiO 2 含量顏色主要淺色礦物主主要要暗產(chǎn)狀結(jié)色構(gòu)礦構(gòu)物粗粒，中粒，細粒深巖成巖結(jié)構(gòu)，有時有似斑株基狀結(jié)構(gòu)， 塊狀，條巖巖帶狀構(gòu)造盆淺巖巖中粒，細粒，隱晶成管床結(jié)構(gòu)巖巖巖表 8巖漿巖的分類及肉眼鑒定表超基性巖基性巖中性巖酸性巖半堿性巖堿性巖<45%4552%5265%65%5265%5265%暗色中色淺色中色淺色無英石無英石石英 020%石英無或少量無英石20%石英基性斜鉀長石酸鉀長石鉀常識無（少）長石中性斜長石（少量斜長石性斜長石似長石長石）橄欖石輝石（橄黑云母堿性輝橄欖石輝石欖石）角閃石（黑角閃石輝石堿性（角閃95%（輝7595%（角閃云母）（輝

25、石黑云母角閃石輝石95%（橄石）石）欖石）石）石）4020%4050%富鐵黑525%1015%5560%云母巖石名稱橄花 崗純橄欖巖欖輝石巖輝長巖閃長花崗巖正長霞石正閃光巖巖長巖巖巖角礫云母橄微晶花微晶欖巖（金伯利輝綠巖微晶閃長巖正長崗巖巖）巖16墻蓋輝綠玢花崗斑正長霞石正巖斑狀結(jié)構(gòu)閃長玢巖巖巖斑巖長斑巖脈脈巖煌斑巖細晶巖偉晶巖熔巖流淺色礦物斑基性斜鉀長石鉀長鉀長石熔巖被晶無（少）長石中性斜長石（透長石（斜火山錐長石石）石英長石）霞石巖石暗色名稱礦物黑云母暗色堿性輝斑橄欖石輝石、角閃石礦物噴（角閃石、堿性晶橄欖石（黑云母）斑晶出輝石石）角閃石少見巖結(jié)構(gòu)特征斑狀結(jié)構(gòu)基質(zhì)為隱晶 -玻璃質(zhì)氣玄武巖安

26、山巖安山玢粗面苦欖玢巖流紋巖響巖孔、杏仁、流紋構(gòu)輝綠巖巖巖造玻璃 -隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)火山玻璃巖（黑曜巖、松脂巖、珍珠巖）17實驗三沉積巖的肉眼鑒定一、實驗內(nèi)容、要求觀察、鑒別常見沉積巖的特征要求學生根據(jù)沉積巖的物質(zhì)組成區(qū)分出碎屑巖類、粘土巖類和化學巖及生物化學巖類。并以巖石的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和膠結(jié)物等等特征確定出各種巖石的名稱。二、目的意義土壤是巖石風化、分解的產(chǎn)物，所以在廣義上講土壤也是一種巖石，沉積巖是地表或地表以下不太深的地方由先前存在的巖石經(jīng)過風化、剝蝕、搬運、沉積、成巖等作用形成的層狀巖石。據(jù)統(tǒng)計陸地表面約75的面積被沉積巖所覆蓋。人類的生活及工程建筑絕大部分都在沉積巖上進行。所以它有極大

27、的實踐意義。實習、掌握沉積巖的特征及工程地質(zhì)性質(zhì)，更好地為人類生活和工程建設服務。三、儀器設備常見沉積巖標本一套，放大鏡、小刀、稀鹽酸。四、實驗準備工作實驗前，教師分組發(fā)放變質(zhì)巖標本，實驗用小刀、放大鏡，稀鹽酸等。五、實驗步驟沉積巖的肉眼鑒定通常先從結(jié)構(gòu)開始，再分析它們的物質(zhì)組成并結(jié)合其它特征加以描述。1. 從結(jié)構(gòu)特征上劃分三大巖類沉積巖劃分為三大類：即碎屑巖類、粘土巖類、化學巖和生物化學巖類。（ 1）凡憑肉眼直觀能見其碎屑顆粒者均可判定為碎屑巖類，當碎屑顆粒很細小，視力不易辨識，而觸摸時有粗糙感的一般也屬碎屑巖類。（ 2）凡顆粒細小到用放大鏡也不易看清，但觸摸時有滑膩感，硬度低、具塑性、斷裂

28、面黯淡，呈土狀者多屬粘土巖類。（ 3）凡結(jié)構(gòu)致密，甚至有重結(jié)晶現(xiàn)象，性脆，通常為化學巖類。2.分析主要礦物成分18（ 1）碎屑巖類，按碎屑粒徑的大小，先劃分為礫巖、砂巖和粉砂巖（表9）。表 9碎屑巖按粒徑命名分類表粒徑 (mm) 22-0.50.5-0.250.25-0.0740.074-0.002礫粒砂粒粉砂粒巖石名稱礫巖 角礫巖粗砂巖中砂巖細砂巖粉砂巖觀察經(jīng)驗顆粒粗大砂粒明顯顆粒不顯， 但觸用放大鏡可見用手沾水觸摸有細砂顯而易見肉眼可見摸有粗糙感起顆粒感外，還有泥質(zhì)粘污手指現(xiàn)象（ 2）粘土巖類，因顆粒積細，粒徑均0.002mm,肉眼無法鑒別其成分。（ 3）化學巖類及生物化學巖類，這類巖是由

29、真溶液、膠體溶液和生物等的化學作用形成的。這類常見的有兩類，石灰?guī)r和白云巖。3.仔細觀察膠結(jié)物在分析各類及亞類的礦物成分時，應仔細觀察對沉積巖尤其是碎屑巖的形成及其特性有著重大影響的膠結(jié)物。膠結(jié)物是指膠結(jié)碎屑顆粒的化學成因物質(zhì)或固結(jié)碎屑的陸源泥質(zhì)物質(zhì)，常見的：硅質(zhì)(SiO 2)、鐵質(zhì) (Fe2O3、 FeO)、鈣質(zhì) (CaCO3) 、泥質(zhì) (粘土礦物 )等。硅質(zhì)：硅質(zhì)膠結(jié)的巖石堅硬，膠結(jié)物顏色偏灰色，與稀鹽酸不反應，鐵刀、鋼刀不能刻畫。鐵質(zhì)：鐵質(zhì)膠結(jié)的巖石較硬，膠結(jié)物顏色偏紅色或氧化鐵的顏色，鐵刀不能刻畫。鈣質(zhì)：鈣質(zhì)膠結(jié)的巖石顏色偏灰色或偏白色，滴稀鹽酸起氣泡，鐵刀能刻化。泥質(zhì)： 泥質(zhì)膠結(jié)的巖

30、石較軟，強度低， 顏色偏紅色， 屬于氧化環(huán)境中沉積形成的額，容易捏散，常有泥質(zhì)粘污手指現(xiàn)象。4.肉眼觀察沉積巖的顏色沉積巖的顏色是肉眼鑒定時最直觀的標志。它不僅取決于沉積物的礦物成分，而且還是反映成巖時的古地理環(huán)境的特征。白色：常常是不含色素礦物的本色，如方解石、石英、高嶺土等礦物構(gòu)成的巖石。但自然界純白色的沉積巖少見，多數(shù)都以淺淡的雜色或暗深色出現(xiàn)?；疑⒑谏菏且蚝杏袡C質(zhì)（碳質(zhì)、瀝青質(zhì)）或硫化物等所呈現(xiàn)出的顏色。這些物質(zhì)的含量愈高，顏色愈深?；液谏砻鲙r石形成于還原或強還原的環(huán)境條件下。19褐黃色、褐紅色、紫紅色、紅色：多數(shù)為大陸或海陸過渡相沉積巖的顏色，在沉積物中同時沉淀了含水氧化鐵的

31、色素物質(zhì)，使沉積物呈現(xiàn)褐黃色；在成巖后期含水氧化鐵因脫水由低價鐵Fe2+ 轉(zhuǎn)為高價鐵Fe3+ ，使沉積物呈現(xiàn)紅色。紅色表明巖石形成于強氧化的環(huán)境條件之下。如果在成巖后期處于還原狀態(tài)的條件下，即由Fe3+ 還原為Fe2+時，便呈現(xiàn)為綠色。綠色：多半是那些含有Fe2 和 Fe3+的硅酸巖類礦物，如海綠石、綠泥石等，處于弱氧化或弱還原的環(huán)境條件下所呈現(xiàn)出的顏色。5.沉積巖的命名（ 1）沉積巖的基本名稱主要是按其結(jié)構(gòu)特征分類來命名的，如碎屑巖類的角礫巖、礫巖、粗面巖等粘土巖類的泥巖和頁巖等，化學生物巖類的石灰?guī)r和白云巖等。（ 2）在基本名稱的基礎上再加上一些其它方面的特征描述，如加顏色：紅色礫巖、灰色

32、頁巖等，加組成的礦物成分的含量命名：長石砂巖、石英巖屑砂巖、水云母砂巖等，按膠結(jié)物命名：粘土質(zhì)礫巖、鐵質(zhì)砂巖、鈣質(zhì)粉砂巖等，在野外工作中，對實際露頭的沉積巖，還得對巖層厚度（按單層）作出具體描述，一般規(guī)定的巖層標準表10。表 10沉積巖巖層厚度劃分標準表巖層層厚微細層中狀層薄層中厚層厚層巨厚層厚度 (cm)0.20.2-22-1010-5050-100 100（ 3）為了能較全面反映沉積巖多方面的特征， 在肉眼鑒定中常用綜合性描述來定名，一般格式如下：碎屑巖類：顏色 +構(gòu)造（層厚） +膠結(jié)物 +結(jié)構(gòu) +成分及基本名稱，如：紫紅色中厚層鈣質(zhì)細粒石英砂巖；粘土巖類的成分很難用肉眼鑒別，常偏重于構(gòu)造

33、和固結(jié)程度來命名，顏色+粘土礦物+混入物及基本名稱，如：磚紅色鈣質(zhì)泥巖，黑色頁巖，鈣質(zhì)頁巖，碳質(zhì)頁巖化學巖及生物化學巖類的綜合描述常偏重于化學結(jié)晶的程度，顏色+構(gòu)造 +結(jié)構(gòu)（含石生物化石） +成分及基本名稱，如：淺灰色中厚層細晶灰?guī)r，淺黃色巨厚層粗。6常見的沉積巖20見表 11。六、實驗報告要求學生提交實驗報告一份，其內(nèi)容應根據(jù)巖石的顏色、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、膠結(jié)物及其獨有的特征描述礫巖，砂巖，泥巖，石灰?guī)r和白云巖等。21表 11沉積巖分類簡表巖類結(jié)構(gòu)巖石類名稱主要分類及其組成物質(zhì)火粒徑 >100mm火山集塊巖主要由 >100mm 的熔巖碎塊、火山灰塵等經(jīng)壓密山膠結(jié)而成碎粒徑 100

34、2mm火山角礫巖主要由 1002mm 的熔巖碎屑、晶屑、玻屑及其屑他碎屑混入物組成巖粒徑 <2mm凝灰?guī)r由 50%以上粒徑 <2mm 的火山灰組成， 其中有巖石屑、晶屑、玻屑等細粒碎屑物質(zhì)碎粒狀結(jié)構(gòu)礫巖角礫巖 由帶棱角的角礫經(jīng)膠結(jié)而成礫巖由渾碎（粒徑 >2mm ）圓的礫石經(jīng)膠結(jié)而成屑屑石英砂巖石英（含量>90% ）、長石和巖屑結(jié)巖沉（10%）構(gòu)砂質(zhì)結(jié)構(gòu)類積長石砂巖石英（含量 <75%）、長石（ >25% ）、（粒徑砂巖碎巖屑（ <10% ）20.05mm）屑巖屑砂巖石英（含量 <75%）、長石（ >10% ）、巖巖屑（ <25% ）粉

35、砂結(jié)構(gòu)（粒徑粉砂巖主要由石英、長石及粘土礦物組成0.050.005mm）粘土巖泥質(zhì)結(jié)構(gòu)泥巖主要由粘土礦物組成粘土質(zhì)頁巖由粘土礦物組成類（粒徑 <0.005mm）頁巖碳質(zhì)頁巖由粘土礦物及有機質(zhì)組成石灰?guī)r方解石（含量 >90%）、粘土礦物（ <10%）石灰?guī)r泥灰?guī)r方解石（含量7550%）、粘土礦物化學及（2550%）生物化結(jié)晶結(jié)構(gòu)及生物結(jié)構(gòu)白云巖 白云石（含量10090%）、方解石學巖類白云巖（<10% ）灰質(zhì)白云巖白云石（含量7550%）、方解石（2550%）22實驗四變質(zhì)巖的肉眼鑒定一、實驗內(nèi)容、要求認識、鑒別常見的變質(zhì)巖特征。要求學生根據(jù)變質(zhì)巖的顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和礦務

36、成分等特點鑒別常見的變質(zhì)巖。二、目的意義構(gòu)成地殼的巖石在不斷地發(fā)生、發(fā)展和變化著。一部分原來已經(jīng)形成地巖石，由于再次受到高溫及外來化學成分加入地影響，改變了原來巖石地礦物成分、結(jié)構(gòu)及構(gòu)造而形成一種新巖石即變質(zhì)巖。識別變質(zhì)巖，掌握它的工程地質(zhì)性質(zhì)和特性。三、儀器設備常見變質(zhì)巖標本一套、放大鏡、小刀、稀鹽酸。四、實驗準備工作實驗前，教師分組發(fā)放變質(zhì)巖標本，實驗用小刀、放大鏡，稀鹽酸等。五、實驗步驟肉眼鑒定變質(zhì)巖，可先從變質(zhì)巖的構(gòu)造開始，然后再觀察主要礦物成分和特征礦物，最后確定巖石名稱。1.先從變質(zhì)巖的構(gòu)造入手。變質(zhì)巖的構(gòu)造有著特殊的鑒定意義，分析變質(zhì)巖構(gòu)造，應區(qū)分片理構(gòu)造和塊狀構(gòu)造。（ 1）片理

37、構(gòu)造板狀構(gòu)造 頁巖或泥巖等柔性巖石，在應力作用下出現(xiàn)了一組相互平等的劈理面，使巖石沿劈理面形成板狀。劈理面常整齊而光滑，有時有少量絹云母、綠泥石等，顯弱絲絹光澤，但原巖組分基本上沒有重結(jié)晶現(xiàn)象。千枚狀構(gòu)造 巖石中片狀礦物成定向排列，礦物粒度較細，肉眼不易分辨，僅在片理面上顯強絲絹光澤，此系絹云母小磷片平行排列所致，通常在片理面上可見許多小皺紋。23片狀構(gòu)造 巖石主要由云母、角閃石等片狀、柱狀礦物所組成的一種定向排列構(gòu)造。一般粒度較粗，肉眼能分辨其顆粒，以此區(qū)別千枚巖構(gòu)造，片理面較平直或呈波狀曲面，且常與原巖的層面平行，但也有時斜交。片麻狀構(gòu)造 又稱“片麻理” 。巖石中除主要由粒狀礦物組成外，還

38、有一定數(shù)量的呈定向排列的片狀、柱狀礦物在其中呈不均勻分布。若片狀、柱狀礦物分布較集中且大致連續(xù)分布，形成淺色礦物和暗色礦物，各以一定寬度成互層狀出現(xiàn)，則稱為條帶狀構(gòu)造。（ 2）塊狀構(gòu)造巖石中的礦物成分和結(jié)構(gòu)都很均勻，沒有定向排列，不出現(xiàn)方向性構(gòu)造，呈致密塊狀，如石英巖，大理巖。2.變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)，肉眼觀察較為困難的內(nèi)容，一般按成因分為三類：變晶結(jié)構(gòu) 指原巖在固態(tài)條件下（不同于巖漿冷凝過程） ，由重結(jié)晶作用所形成的結(jié)構(gòu)（無結(jié)晶先后順序） ，根據(jù)組成礦物的相對大小，可以把變晶結(jié)構(gòu)分為等粒變晶結(jié)構(gòu)和不等粒（斑狀）變晶結(jié)構(gòu)，根據(jù)礦物的顆粒形態(tài)可以分為：粒狀變晶結(jié)構(gòu)、鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)、纖狀變晶結(jié)構(gòu)和斑狀變晶

39、結(jié)構(gòu)等。變余結(jié)構(gòu) 亦稱“殘留結(jié)構(gòu)” 。由于重結(jié)晶不完全、不徹底，原巖的結(jié)構(gòu)部分被保留了下來。若原巖為沉積巖，其變余結(jié)構(gòu)常見的有：變余砂狀、變余粉砂狀及變余泥質(zhì)結(jié)構(gòu)等，若原巖為巖漿巖，其變余結(jié)構(gòu)常見的有：變余花崗巖、變余輝綠結(jié)構(gòu)等。碎裂結(jié)構(gòu) 又稱“壓碎結(jié)構(gòu)” 。是由動力變質(zhì)作用所造成的一種特有結(jié)構(gòu)。在定向壓力下是巖石中的礦物顆粒發(fā)生彎曲、破裂、斷開甚至研磨成細小碎屑或巖粉。常見的碎裂結(jié)構(gòu)有：碎斑結(jié)構(gòu)和麋棱巖。3.在結(jié)構(gòu)構(gòu)造的基礎上進一步鑒別主要的礦物成分和特征礦物的含量作為定名是的參考。（ 1）觀察變質(zhì)巖的主要礦物成分，也應分清淺色礦物和暗色礦物。巖石中以淺色礦物為主，其中石英含量較多而長石較少或不含長石，通常為片巖，如石英片巖、云母片巖、滑石片巖、綠泥石片巖、石榴子石云母片巖。巖石中以暗色礦物為主，且長石含量較多，通常為片麻巖，如黑云母鉀長片麻巖、角閃斜長片麻巖、黑云母片麻巖等。24（ 2）特征礦物對鑒定變質(zhì)巖也有著特殊的意義。特征礦物是指經(jīng)過變質(zhì)作用后新生成的礦物，也稱變質(zhì)礦物。如綠泥石、絹云母、紅柱石、石榴子石、硅輝石、藍晶石、滑石、石墨、葉臘石、陽起石等。（ 3）特征礦物參與鑒定命名，按由少到多的順序列在基本名稱之前。（ 4）對板巖、千枚巖，因礦物成分較難分辨，可根據(jù)